| 基于单视图的非合作航天器三维体素重构算法CSCD |
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| 引用本文： | 郭鹏宇,胡庆雷,欧阳真超. 基于单视图的非合作航天器三维体素重构算法CSCD[J]. 导航定位与授时, 2022, 0(6): 33-39 |
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| 作者姓名： | 郭鹏宇 胡庆雷 欧阳真超 |
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| 作者单位： | 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100190；;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100190；北京航空航天大学杭州创新研究院(余杭)，杭州 310023 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(61960206011)；北京市自然科学基金(JQ19017)；浙江省自然科学基金(LD22E050004) |
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| 摘 要： | ![]()
空间对抗态势下,针对非合作航天器的快速高精度智能感知、意图识别与威胁评估等在轨相对导航任务,均依赖精准的目标三维模型先验信息。但星载传感器感知视场有限,传统基于多帧图像的模型重构算法存在流程复杂、实时性差及恢复精度低等问题。为此,提出了一种基于单视图的航天器三维体素重构算法,能够基于单帧图像高效地恢复目标的空间三维信息。首先,针对空间航天器视觉感知任务研究中普遍存在的数据饥饿问题,通过整理航天器三维模型,利用图像渲染技术构建了小规模本地数据集,包括航天器三维模型、对应体素和多视角采样图像三部分。接着,设计了基于单视图的三维重建模型,使用单帧非合作航天器图像作为输入,通过2D-3D混合卷积完成“编码-解码-调优”三个子模块计算,实现对目标三维体素结构的恢复。最后,在本地数据集上进行网络模型的训练和评估,验证了当前模型能够实时精确重建目标航天器三维体素模型,并在现有数据上取得了0.895的MIoU值;同时,网络对不同航天器的重建效果体现了模型具有强大的泛化能力。
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| 关 键 词： | 非合作航天器 模型重构 航天器数据集 体素 深度学习 |
Single-View-Based 3D Voxel Reconstruction Algorithm for Non-cooperative Spacecraft |
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| GUO Peng-yu,HU Qing-lei,OUYANG Zhen-chao. Single-View-Based 3D Voxel Reconstruction Algorithm for Non-cooperative Spacecraft[J]. Navigation Positioning & Timing, 2022, 0(6): 33-39 |
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| Authors: | GUO Peng-yu HU Qing-lei OUYANG Zhen-chao |
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| Affiliation: | School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100190, China;;School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100190, China; Hangzhou Innovation Institute (Yuhang), Beihang University, Hangzhou 310023, China |
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| Abstract: | ![]()
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| Keywords: | Non-cooperative spacecraft Model reconstruction Spacecraft datasets Voxel Deep learning |
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